JP2008001965A - Method for producing porous body and method for producing porous resin body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多孔質体の製造方法に係り、特に水処理分野や医療分野、食品工業分野、電池分野などにおいて多孔質膜として用いられる多孔質体の製造方法に関するものである。また、本発明は、かかる製造方法により製造された多孔質体を用いて多孔質樹脂体を製造する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a porous body, and more particularly to a method for producing a porous body used as a porous membrane in the water treatment field, the medical field, the food industry field, the battery field and the like. Moreover, this invention relates to the method of manufacturing a porous resin body using the porous body manufactured by this manufacturing method.
近年、水処理分野、血液浄化などの医療分野、食品工業分野、電池用セパレータ、荷電膜、燃料電池など様々な分野において多孔質膜が用いられている。これに伴い、多孔質膜そのものの構造や機能が多様化してきている。このような多孔質膜のうち、特殊な形状および機能を有するものとして、孔径の揃った貫通直孔を有するトラックエッチメンブレンと呼ばれる多孔質膜がある。 In recent years, porous membranes have been used in various fields such as water treatment fields, medical fields such as blood purification, food industry fields, battery separators, charged membranes, and fuel cells. As a result, the structure and functions of the porous membrane itself have been diversified. Among such porous membranes, there is a porous membrane called a track etch membrane having through-holes with uniform pore diameters that has a special shape and function.
トラックエッチメンブレンの特徴としては、孔径分布が非常にシャープであること、孔径よりも大きな粒子をメンブレン表面で捕捉するためフィルタリング能力が高いこと、捕捉物を観察しやすいことなどが挙げられる。また、最近ではトラックエッチメンブレンを鋳型としてめっきすることで、各種金属のナノチューブやナノワイヤの製作にも応用されている。 The characteristics of the track etch membrane include that the pore size distribution is very sharp, that particles larger than the pore size are trapped on the membrane surface, and that the filtering ability is high, and the trapped material can be easily observed. In addition, recently, plating using a track etch membrane as a template has been applied to the production of various metal nanotubes and nanowires.
トラックエッチメンブレンの欠点としては、膜厚を厚くできないことと、貫通孔の向きがバラバラであることが挙げられる。これらは、製造プロセスにある電子線照射、もしくは重イオン照射の工程に起因するものであり、その改善は非常に困難である。 Disadvantages of the track etch membrane include that the film thickness cannot be increased and that the orientation of the through holes is different. These are due to the electron beam irradiation or heavy ion irradiation steps in the manufacturing process, and their improvement is very difficult.
トラックエッチメンブレンのような貫通直孔を持ったフィルムとしては、半導体製造用のレジスト膜やSi、セラミックス、金属などに、リソグラフィーやナノインプリントなどによってパターンニングしたものがある。これらのフィルムは、リソグラフィー技術を応用して製作されるものであるため、マスクの製作技術の範囲であれば、様々なホール形状を有するものだけでなく、トレンチなどさまざまな構造を有するフィルムや、ホールを規則的に配置したフィルムなどを製作することもできる。また、最小加工寸法も数十nmとかなり微細なものまで製作できるようになってきている。最近ではMEMS分野の技術進歩に伴い、アスペクト比が数十以上の高アスペクト比の貫通孔も製作できるようになってきている。 As a film having a through-hole such as a track etch membrane, there is a resist film for semiconductor manufacturing, or a film patterned by lithography, nanoimprinting, or the like on Si, ceramics, metal, or the like. Since these films are manufactured by applying lithography technology, within the mask manufacturing technology, not only those having various hole shapes, but films having various structures such as trenches, Films with regularly arranged holes can also be produced. In addition, it has become possible to manufacture a minimum processing dimension as small as several tens of nanometers. Recently, along with technological advancement in the MEMS field, it has become possible to manufacture through holes having a high aspect ratio with an aspect ratio of several tens or more.
しかしながら、上述した技術でトラックエッチメンブレンのような多孔質膜を製作する場合には、共通してマスクを製作するために多額の費用がかかり、多孔質膜の製造コストが高くなってしまうという問題がある。 However, when a porous film such as a track etch membrane is manufactured by the above-described technique, it is expensive to manufacture a mask in common, and the manufacturing cost of the porous film is increased. There is.
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、多数の孔が形成された多孔質体を安価に製造することができる多孔質体の製造方法を提供することを第1の目的とする。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and it is a first object of the present invention to provide a method for producing a porous body that can inexpensively produce a porous body having a large number of pores. 1 purpose.
また、本発明は、多数の孔が形成された多孔質樹脂体を安価に製造することができる多孔質樹脂体の製造方法を提供することを第2の目的とする。 In addition, a second object of the present invention is to provide a method for producing a porous resin body that can produce a porous resin body having a large number of pores at low cost.
本発明者等は鋭意検討した結果、次のような知見を得た。すなわち、スパッタなどの成膜方法で例えばSiなどの基材に金属を成膜するとき、成膜の初期には膜が不連続膜であり、アイランド状もしくは所々に孔が開いた状態となる。この不連続膜をマスクとして、基材のエッチングを行えば、規則的な配置や形状の孔ではないが、安価に直孔を形成し、これにより多孔質体の製造ができることが分かった。 As a result of intensive studies, the present inventors have obtained the following knowledge. That is, when a metal film is formed on a substrate such as Si by a film formation method such as sputtering, the film is a discontinuous film at the initial stage of film formation, and is in an island shape or a state where holes are opened in places. It has been found that if the substrate is etched using this discontinuous film as a mask, it is not a regularly arranged or shaped hole, but a straight hole can be formed at low cost, whereby a porous body can be produced.
すなわち、本発明の第1の態様によれば、多数の孔が形成された多孔質体を安価に製造することができる多孔質体の製造方法が提供される。この方法によれば、基材の表面に不連続膜を形成する(不連続膜形成工程)。上記不連続膜をマスクとして上記基材の表面を異方性エッチングして、多数の孔が形成された多孔質体を得る(異方性エッチング工程)。 That is, according to the first aspect of the present invention, there is provided a method for producing a porous body that can inexpensively produce a porous body in which a large number of pores are formed. According to this method, a discontinuous film is formed on the surface of the substrate (discontinuous film forming step). Using the discontinuous film as a mask, the surface of the substrate is anisotropically etched to obtain a porous body in which a large number of pores are formed (anisotropic etching step).
上述した方法によれば、安価に形成できる不連続膜をマスクとして基材を異方性エッチングすることにより、微細な直孔を有する多孔質体を安価に製造することができる。すなわち、ミクロンオーダーやそれ以上の比較的大きなポアサイズから、例えば0.5〜100nmといったナノオーダーの非常に微細なポアサイズに至るまで、幅広いポアサイズの直孔に対応するマスクを安価に形成することができるので、これらのサイズの直孔を有する多孔質体を安価に製造することができる。 According to the above-described method, a porous body having fine straight holes can be manufactured at low cost by anisotropically etching the base material using a discontinuous film that can be formed at low cost as a mask. That is, a mask corresponding to a wide pore size of a straight hole can be formed at low cost from a relatively large pore size of micron order or larger to a very fine pore size of nano order such as 0.5 to 100 nm. Therefore, a porous body having a direct hole of these sizes can be manufactured at low cost.
上記不連続膜形成工程においては、不規則な不連続膜を形成してもよく、スパッタ、CVD、または蒸着によって上記不連続膜を形成してもよい。また、上記不連続膜形成工程において、Cu、Ru、Co、Ta、Ti、W、Fe、Ni、Au、Ag、Pb、TaN、TiN、WN、WNC、ポリエチレン、フッ素樹脂、またはポリイミドからなる不連続膜を形成してもよい。さらに、上記異方性エッチング工程の後に、上記マスクとして使用した不連続膜を除去してもよい(不連続膜除去工程)。また、上記不連続膜形成工程の後に、上記不連続膜にアニール処理またはレーザ照射処理を施してもよい。 In the discontinuous film forming step, an irregular discontinuous film may be formed, or the discontinuous film may be formed by sputtering, CVD, or vapor deposition. Further, in the discontinuous film forming step, a non-conforming layer made of Cu, Ru, Co, Ta, Ti, W, Fe, Ni, Au, Ag, Pb, TaN, TiN, WN, WNC, polyethylene, fluororesin, or polyimide. A continuous film may be formed. Furthermore, the discontinuous film used as the mask may be removed after the anisotropic etching process (discontinuous film removing process). Further, after the discontinuous film forming step, the discontinuous film may be subjected to annealing treatment or laser irradiation treatment.
本発明の第2の態様によれば、多数の孔が形成された多孔質体を安価に製造することができる多孔質体の製造方法が提供される。この方法によれば、連続気孔を有する多孔質材を基材の表面に形成する(多孔質材形成工程)。上記多孔質材をマスクとして上記基材の表面を異方性エッチングして、多数の孔が形成された多孔質体を得る(異方性エッチング工程)。 According to the 2nd aspect of this invention, the manufacturing method of the porous body which can manufacture the porous body in which many holes were formed at low cost is provided. According to this method, the porous material having continuous pores is formed on the surface of the substrate (porous material forming step). Using the porous material as a mask, the surface of the substrate is anisotropically etched to obtain a porous body in which a large number of holes are formed (anisotropic etching step).
連続気孔を有する多孔質材の製造方法としては、従来より様々な方法および材料が考えられており、非常に多様な選択肢がある。したがって、基材や異方性エッチング方法、所望のポアサイズなど様々な要望に応じて、多様な選択肢の中から最適な多孔質材を選んでマスクとして用いることができる。したがって、上述した方法によれば、マスクの制作費が安価になり、更には、マスクの材質やポアサイズを多様な選択肢から選ぶことができ、幅広いポアサイズの微細な直孔を有する多孔質体を安価に製造することができる。 Various methods and materials have been conventionally considered as a method for producing a porous material having continuous pores, and there are very various options. Therefore, an optimum porous material can be selected from various options and used as a mask according to various demands such as a base material, an anisotropic etching method, and a desired pore size. Therefore, according to the above-described method, the production cost of the mask is reduced, and further, the material and pore size of the mask can be selected from various options, and the porous body having fine pores with a wide pore size can be selected at a low cost. Can be manufactured.
上記多孔質材形成工程においては、不規則な連続気孔を有する多孔質材を形成してもよい。また相分離法、焼結法、または陽極酸化法により上記多孔質材を形成することができる。さらに、ポリエチレン、ポリイミド、アルミナ、酸化チタン、またはSiCからなる多孔質材を用いることができる。さらに、上記異方性エッチング工程の後に、上記マスクとして使用した多孔質材を除去してもよい(多孔質材除去工程)。 In the porous material forming step, a porous material having irregular continuous pores may be formed. Further, the porous material can be formed by a phase separation method, a sintering method, or an anodic oxidation method. Furthermore, a porous material made of polyethylene, polyimide, alumina, titanium oxide, or SiC can be used. Furthermore, after the anisotropic etching step, the porous material used as the mask may be removed (porous material removing step).
ここで、上記基材は、結晶方位が<110>配向であるSiからなることが好ましい。この場合、上述した異方性エッチング工程においては、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、またはTMAH水溶液を用いたウェットエッチングにより異方性エッチングすることが好ましい。 Here, the base material is preferably made of Si having a <110> crystal orientation. In this case, in the anisotropic etching step described above, it is preferable to perform anisotropic etching by wet etching using a sodium hydroxide aqueous solution, a potassium hydroxide aqueous solution, or a TMAH aqueous solution.
本発明の第3の態様によれば、多数の孔が形成された多孔質樹脂体を安価に製造することができる多孔質樹脂体の製造方法が提供される。この方法によれば、樹脂材をガラス転移点付近の温度まで加熱し、上述した多孔質体を上記加熱された樹脂材に押し当てる。これにより、上記多孔質体の孔のパターンを上記樹脂材に転写し、多数の孔が形成された多孔質樹脂体を得る。 According to the 3rd aspect of this invention, the manufacturing method of the porous resin body which can manufacture the porous resin body in which many holes were formed at low cost is provided. According to this method, the resin material is heated to a temperature near the glass transition point, and the above-described porous body is pressed against the heated resin material. Thereby, the hole pattern of the porous body is transferred to the resin material to obtain a porous resin body in which a large number of holes are formed.
量産コストの優れたナノインプリント技術においては、唯一、型(スタンパ)に高額な費用がかかるが、上述した方法によれば、スタンパ(多孔質体)を低コストで製造することができるので、多孔質樹脂体の製造を非常に安価に行うことができる。 In the nanoimprint technology with excellent mass production cost, the mold (stamper) is expensive, but according to the above-mentioned method, the stamper (porous body) can be manufactured at low cost. The resin body can be manufactured at a very low cost.
本発明の第4の態様によれば、多数の孔が形成された多孔質樹脂体を安価に製造することができる多孔質樹脂体の製造方法が提供される。この方法によれば、樹脂材をガラス転移点付近の温度まで加熱し、上記加熱され流動性を持った樹脂材を上述した多孔質体の孔に流し込む。上記多孔質体の孔に流し込んだ樹脂材を冷却して硬化させ、上記樹脂材から上記多孔質体を取り除く。これにより、多数の孔が形成された多孔質樹脂体を得る。 According to the 4th aspect of this invention, the manufacturing method of the porous resin body which can manufacture the porous resin body in which many holes were formed at low cost is provided. According to this method, the resin material is heated to a temperature in the vicinity of the glass transition point, and the heated resin material having fluidity is poured into the pores of the porous body described above. The resin material poured into the pores of the porous body is cooled and cured, and the porous body is removed from the resin material. Thereby, a porous resin body in which a large number of holes are formed is obtained.
この方法によれば、非常に微細な直孔を持った型(多孔質体)を安価に製造し、それを型として繰り返し使用することができるので、非常に微細な直孔を有する多孔質樹脂体を安価に量産することができる。 According to this method, a mold (porous body) having very fine straight holes can be manufactured at low cost, and can be repeatedly used as a mold. Therefore, a porous resin having very fine straight holes The body can be mass-produced at low cost.
本発明の第5の態様によれば、多数の孔が形成された多孔質樹脂体を安価に製造することができる多孔質樹脂体の製造方法が提供される。この方法によれば、溶剤に溶かした樹脂材を上述した多孔質体の孔に流し込む。上記多孔質体の孔に流し込んだ樹脂材を加熱して溶剤を揮発させ、上記樹脂材から上記多孔質体を取り除く。これにより、多数の孔が形成された多孔質樹脂体を得る。この場合において、上記溶剤を揮発させた後、上記樹脂材に紫外線を照射することにより該樹脂材を硬化させてもよい。 According to the 5th aspect of this invention, the manufacturing method of the porous resin body which can manufacture the porous resin body in which many holes were formed at low cost is provided. According to this method, the resin material dissolved in the solvent is poured into the pores of the porous body described above. The resin material poured into the pores of the porous body is heated to volatilize the solvent, and the porous body is removed from the resin material. Thereby, a porous resin body in which a large number of holes are formed is obtained. In this case, after evaporating the solvent, the resin material may be cured by irradiating the resin material with ultraviolet rays.
本発明によれば、多数の孔が形成された多孔質体および多孔質樹脂体を安価に製造することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the porous body and porous resin body in which many holes were formed can be manufactured at low cost.
以下、本発明に係る多孔質体の製造方法および多孔質樹脂体の製造方法の実施形態について図1(a)から図7(c)を参照して詳細に説明する。なお、図1(a)から図7(c)において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of a method for producing a porous body and a method for producing a porous resin body according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 (a) to FIG. 7 (c). In FIG. 1A to FIG. 7C, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
本発明の第1の実施形態における多孔質体の製造方法について図1(a)から図1(d)を参照して説明する。まず、図1(a)に示すように、例えば結晶方位が<110>配向のSiからなる基材1を用意する。この基材1の膜厚は例えば5μm〜1mmであることが好ましい。そして、この基材1の表面1aに、図1(b)に示すように、例えばCuをスパッタにより極短時間成膜し、不規則な不連続膜2を形成する。
A method for producing a porous body according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 (a) to 1 (d). First, as shown in FIG. 1A, a
図2(a)から図2(c)は、このような不連続膜2の成長過程を示す模式図である。成膜の初期段階においては、図2(a)に示すように、基材1の表面1aにアイランド状の不連続膜2aが形成される。さらに成膜を続けると、それぞれのアイランド状の不連続膜2aが次第に大きく成長し、隣り合った不連続膜2a同士がつながっていく。やがて、図2(b)に示すように、全体としては所々に孔3が形成された不連続膜2bとなる。さらに成膜を続けると、上述した孔3も埋まり図2(c)に示すような連続膜4となるが、本実施形態では、図2(a)に示すようなアイランド状の不連続膜2aや図2(b)に示すような所々に孔3が形成された不連続膜2bを用いる。
FIG. 2A to FIG. 2C are schematic views showing the growth process of such a
上述のようにして不連続膜2(2aまたは2b)を基材1の表面1aに形成した後、図1(c)に示すように、この不連続膜2をマスクとして基材1の表面1aを異方性エッチングする。これにより、不連続膜2で覆われていない部分のみをエッチングし、基材1に貫通孔5を形成する。その後、図1(d)に示すように、必要に応じてマスクとして用いた不連続膜2を除去し、純水洗浄および乾燥させる。これにより、多数の貫通孔5が形成された多孔質体6を得ることができる。
After the discontinuous film 2 (2a or 2b) is formed on the
上述した異方性エッチングは、例えば水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液、水酸化カリウム(KOH)水溶液、TMAH水溶液などのエッチング液を用いたウェットエッチングにより行うことができる。この場合、マスクとなる不連続膜2の材料としては、アルカリに侵されない、または侵されにくい材質を選ばなければならず、そのような材質としては、上述したCuの他に、Ru、Co、Ta、Ti、W、Fe、Ni、Au、Ag、Pb、TaN、TiN、WN、WNCなどの金属材料や、ポリエチレン、フッ素樹脂、ポリイミドなどの樹脂材料を用いることができる。また、金属材料で不連続膜2を形成する方法としては、上述したスパッタの他にCVDや蒸着を利用することができる。
The anisotropic etching described above can be performed by wet etching using an etching solution such as a sodium hydroxide (NaOH) aqueous solution, a potassium hydroxide (KOH) aqueous solution, or a TMAH aqueous solution. In this case, as the material of the
また、このような金属材料からなる不連続膜2を形成した後に、必要に応じて不連続膜2にアニール処理やレーザ照射処理を施してもよい。このようなアニール処理やレーザ照射処理により、不連続膜2中の不純物が離脱し膜質が改善されるといった効果や、アイランド状の不連続膜2a(図2(a)参照)や所々に形成された孔3(図2(b)参照)の形状が揃うといった効果がある。
Further, after the
ここで、結晶方位が<110>配向のSiからなる基材1を用いた場合には、非常に高いアスペクト比の異方性エッチングが可能となる。したがって、非常に高いアスペクト比の貫通孔5を有する多孔質体6を安価に製造することができる。また、Siからなる基材1を用いた場合には、不連続膜2の形成やアニール処理、レーザ処理、異方性エッチング処理などの工程において既存の半導体製造装置を使用することができる。
Here, when the
また、基材1として結晶方位が<110>配向のSiを用い、水酸化ナトリウム水溶液(NaOH)、水酸化カリウム(KOH)水溶液、TMAH水溶液などのアルカリ水溶液を用いたウェットエッチングを行えば、非常に異方性の強いエッチングを行うことができる。このような異方性エッチングにより、不連続膜2の存在しない部分だけを垂直にエッチングして掘り下げて行くことができる。例えば、エッチング液にKOHを使用した場合、<110>面とそれに垂直な<111>面のエッチングレートの比、すなわち基材1の表面1aに垂直な深さ方向のエッチングレートと基材1の表面1aに平行な方向のエッチングレートの比が約180:1となり、非常に高アスペクト比の異方性エッチングを行うことができる。NaOHやKOHは入手しやすく安価であるため、上述したエッチング液として使用しやすい。例えば、<110>配向のSi基板の表面に、スパッタでTaからなる不連続膜2を成膜し、Si基板のTa不連続膜がある面を40℃の40%KOH水溶液に浸して異方性エッチングを行うことができる。
Moreover, if Si having a crystal orientation of <110> is used as the
また、TMAHをエッチング液として用いた場合には、TMAHが金属イオンを含まない有機アルカリであるため、金属汚染の心配がなく、金属汚染を嫌う半導体プロセスなどに使用する多孔質体の製造に有利である。 In addition, when TMAH is used as an etching solution, TMAH is an organic alkali that does not contain metal ions, so there is no concern about metal contamination, and it is advantageous for the production of a porous body used for semiconductor processes that do not like metal contamination. It is.
また、樹脂材料で不連続膜2を形成する場合には、例えば、樹脂材料の微細粉末を基材1の表面1aに散布し、基材1とともに樹脂材料を加熱して密着させればよい。この場合のエッチング方法としては、基材1の材料に応じて、ウェットエッチングやドライエッチングなどの方法を選択することができる。
When the
なお、図1(c)および図1(d)では、異方性エッチングにより基材1に孔5を貫通させた例を説明したが、図3(a)および図3(b)に示すように、孔が基材1を貫通する前に異方性エッチングを終了し、片面のみ開口する孔5aを有する多孔質体6aを形成することもできる。アイランド状の不連続膜2a(図2(a)参照)をマスクとする場合には、このように異方性エッチングを途中で止めることにより、基材1がバラバラになってしまうことを防止することができる。
1C and FIG. 1D, an example in which the
本実施形態の方法によれば、安価に形成できる不連続膜2をマスクとして基材1を異方性エッチングすることにより、微細な直孔5を有する多孔質体6を安価に製造することができる。すなわち、ミクロンオーダーやそれ以上の比較的大きなポアサイズから、ナノオーダーの非常に微細なポアサイズに至るまで、幅広いポアサイズの直孔に対応するマスクを安価に形成することができるので、これらのサイズの直孔を有する多孔質体を安価に製造することができる。
According to the method of the present embodiment, the
本発明の第2の実施形態における多孔質体の製造方法について図4(a)から図4(d)を参照して説明する。まず、図4(a)に示すように、例えば結晶方位が<110>配向のSiからなる基材1を用意する。そして、この基材1の表面1aに、図4(b)に示すように、例えば多孔質ポリエチレン焼結体などの不規則な連続気泡7を有する多孔質材8を形成する。このような多孔質材8を基材1の表面1aに形成する方法としては、例えば、相分離法、焼結法、陽極酸化法などを用いることができる。また、多孔質材8の材質としては、ポリエチレン、ポリイミド、アルミナ、酸化チタン、SiCなどを用いることができる。
A method for producing a porous body according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 (a) to 4 (d). First, as shown in FIG. 4A, for example, a
そして、図4(c)に示すように、この多孔質材8をマスクとして基材1の表面1aを異方性エッチングする。すなわち、多孔質材8の連続気泡7以外の部分に密着する基材1の表面1aをエッチングし、連続気泡7に接する基材1の表面1aのみをエッチングする。これより、多孔質材8の連続気泡7に接する基材1の表面1aのみをエッチングし、基材に貫通孔5を形成する。この異方性エッチングは、第1の実施形態と同様に、例えば水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、TMAH水溶液などのエッチング液を用いたウェットエッチングにより行うことができる。
And as shown in FIG.4 (c), the
その後、図4(d)に示すように、必要に応じて多孔質材8を除去し、純水洗浄および乾燥させる。これにより、多数の貫通孔5が形成された多孔質体6を得ることができる。なお、図4(c)および図4(d)では、異方性エッチングにより基材1に孔5を貫通させた例を説明したが、図5(a)および図5(b)に示すように、孔が基材1を貫通する前に異方性エッチングを終了し、片面のみ開口する孔5aを有する多孔質体6aを形成することもできる。
Then, as shown in FIG.4 (d), the
本実施形態で用いる多孔質材8の製造方法としては、従来より様々な方法および材料が考えられており、非常に多様な選択肢がある。したがって、本実施形態によれば、基材1や異方性エッチング方法、所望のポアサイズなど様々な要望に応じて、多様な選択肢の中から最適な多孔質材8を選んでマスクとして用いることができる。このように、本実施形態によれば、マスクの制作費が安価になり、更には、マスクの材質やポアサイズを多様な選択肢から選ぶことができ、幅広いポアサイズの微細な貫通直孔を有する多孔質体を安価に製造することができる。
As a manufacturing method of the
図6(a)から図6(c)は、上述した方法により製造された多孔質体を用いて多孔質樹脂体を製造する方法を説明するための模式図である。まず、樹脂材10を用意し、これをガラス転移点付近まで加熱する。この樹脂材10としては、例えば、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂などを用いることができる。そして、図6(a)に示すように、上述した方法により製造された多孔質体20をナノインプリント技術の型(スタンパ)として用意する。
FIG. 6A to FIG. 6C are schematic views for explaining a method for producing a porous resin body using the porous body produced by the above-described method. First, the
そして、図6(b)に示すように、多孔質体20を加熱した樹脂材10に押し当てて、多孔質体20に形成された多数の孔21に対応するネガパターン(反転パターン)を樹脂材10に転写する。図6(c)に示すように、スタンパとしての多孔質体20を持ち上げれば、多数の孔11が形成された多孔質樹脂体12が得られる。
Then, as shown in FIG. 6B, the
量産コストの優れたナノインプリント技術においては、唯一スタンパに高額な費用がかかるが、上述した方法によれば、スタンパを低コストで製造することができるので、多孔質樹脂体の製造を非常に安価に行うことができる。 In the nanoimprint technology with excellent mass production cost, the stamper is only expensive. However, according to the method described above, the stamper can be manufactured at low cost. It can be carried out.
図7(a)から図7(c)は、上述した方法により製造された多孔質体を用いて多孔質樹脂体を製造する他の方法を説明するための模式図である。この例においては、上述した方法により製造された多孔質体30を射出成型用の型として用いる。まず、図7(a)に示すように、上述した方法により製造された多孔質体30を用意し、図7(b)に示すように、多孔質体30に形成された多数の孔31に、ガラス転移点付近まで加熱され、流動性を持った樹脂材40を流し込む。そして、多層質体30の孔31に流し込んだ樹脂材40を冷却して硬化させる。その後、図7(c)に示すように、樹脂材40から多孔質体30を取り除く(離型)ことにより、多数の孔41が形成された多孔質樹脂体42が得られる。
Fig.7 (a) to FIG.7 (c) is a schematic diagram for demonstrating the other method of manufacturing a porous resin body using the porous body manufactured by the method mentioned above. In this example, the
この方法においても、上述したナノインプリント技術の例と同様に、非常に微細な直孔を持った型を安価に製造し、それを型として繰り返し使用することができるので、非常に微細な直孔を有する多孔質樹脂体を安価に量産することができる。 In this method as well, as in the example of the nanoimprint technique described above, a mold having very fine straight holes can be manufactured at low cost and used repeatedly as a mold. The porous resin body can be mass-produced at low cost.
また、上述した多孔質体30の孔に溶剤に溶かした樹脂材を流し込み、この樹脂材を加熱して溶剤を揮発させた後、樹脂材から多孔質体30を取り除く(離型)ことにより多孔質樹脂体を形成してもよい。この場合において、溶剤を揮発させた後、樹脂材に紫外線を照射して、樹脂材を硬化させることが好ましい。
Further, a resin material dissolved in a solvent is poured into the pores of the
このように、上述した方法により製造された多孔質体を用いてナノインプリント技術や射出成型技術によって多孔質樹脂体を形成すれば、直孔を有する多孔質樹脂体を安価に製造することができる。 Thus, if a porous resin body is formed by a nanoimprint technique or an injection molding technique using the porous body manufactured by the above-described method, a porous resin body having straight holes can be manufactured at low cost.
これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that the present invention may be implemented in various forms within the scope of the technical idea.
1 基材
2 不連続膜
5 孔
6 多孔質体
7 連続気泡
8 多孔質材
10,40 樹脂材
11,41 孔
12,42 多孔質樹脂体
20,30 多孔質体
21,31 孔
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記不連続膜をマスクとして前記基材の表面を異方性エッチングして、多数の孔が形成された多孔質体を得る異方性エッチング工程と、
を有することを特徴とする多孔質体の製造方法。 A discontinuous film forming step of forming a discontinuous film on the surface of the substrate;
An anisotropic etching step of anisotropically etching the surface of the base material using the discontinuous film as a mask to obtain a porous body in which a large number of holes are formed;
A method for producing a porous body, comprising:
前記多孔質材をマスクとして前記基材の表面を異方性エッチングして、多数の孔が形成された多孔質体を得る異方性エッチング工程と、
を有することを特徴とする多孔質体の製造方法。 A porous material forming step of forming a porous material having continuous pores on the surface of the substrate;
An anisotropic etching step of anisotropically etching the surface of the base material using the porous material as a mask to obtain a porous body in which a large number of holes are formed;
A method for producing a porous body, comprising:
請求項1から13のいずれか一項に記載の方法により製造された多孔質体を前記加熱された樹脂材に押し当てて、前記多孔質体の孔のパターンを前記樹脂材に転写し、多数の孔が形成された多孔質樹脂体を得ることを特徴とする多孔質樹脂体の製造方法。 Heat the resin material to a temperature near the glass transition point,
A porous body manufactured by the method according to any one of claims 1 to 13 is pressed against the heated resin material, and a pattern of pores of the porous body is transferred to the resin material. A method for producing a porous resin body, comprising: obtaining a porous resin body having pores formed therein.
前記加熱され流動性を持った樹脂材を請求項1から13のいずれか一項に記載の方法により製造された多孔質体の孔に流し込み、
前記多孔質体の孔に流し込んだ樹脂材を冷却して硬化させ、
前記樹脂材から前記多孔質体を取り除き、多数の孔が形成された多孔質樹脂体を得ることを特徴とする多孔質樹脂体の製造方法。 Heat the resin material to a temperature near the glass transition point,
The heated resin material having fluidity is poured into the pores of the porous body produced by the method according to any one of claims 1 to 13,
Cooling and curing the resin material poured into the pores of the porous body,
A method for producing a porous resin body comprising removing the porous body from the resin material to obtain a porous resin body in which a large number of pores are formed.
前記多孔質体の孔に流し込んだ樹脂材を加熱して溶剤を揮発させ、
前記樹脂材から前記多孔質体を取り除き、多数の孔が形成された多孔質樹脂体を得ることを特徴とする多孔質樹脂体の製造方法。 A resin material dissolved in a solvent is poured into the pores of the porous body produced by the method according to any one of claims 1 to 13,
Heating the resin material poured into the pores of the porous body to volatilize the solvent,
A method for producing a porous resin body comprising removing the porous body from the resin material to obtain a porous resin body in which a large number of pores are formed.
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KR101040676B1 (en) | 2008-12-29 | 2011-06-13 | 한국전기연구원 | Smith-Purcell Free Electron Laser Device Fabrication Method using Employing Wet Etched Grating |
JP2013532072A (en) * | 2010-05-03 | 2013-08-15 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Nanostructure fabrication method |
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2006
- 2006-06-26 JP JP2006174932A patent/JP2008001965A/en active Pending
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